局部平面波假定与优化傍轴透射边界

本文研究了透射边界及相关问题,指出在近源波动的一般情况下,沿人工边界法向传播的外行波动应为曲面波,但在人工边界点的足够小的时空邻域内,可以将曲平面波近似处理为平面波,亦即采用了局部平面波假定。认为对不同的人工边界点,局部平面波模型中的基本变量是时空变量,是影响透射边界近源精度和稳定性的决定性因素。建立了对物理视波速进行优化求解的数学模型,以及相应的1阶和2阶优化透射边界。     

三度体（均质模型）位场波谱的正演计算

本文给出任意指向的均质直线段、多边形面和多面体的重磁异常谱的解析表达式。利用它们可以进行不规则三度体的重磁异常谱的数值计算。此外,尚导出任意指向的斜平行六面体重磁异常谱的解析表达式。这些表达式结构简单,易于计算,用作位场的正演反演计算都十分方便。     

长方体ΔT场及其梯度场无解析奇点理论表达式

首次明确指出文献中长方体ΔT场及其梯度场理论表达式在上半无源空间存在某些点的场值无法计算的解析“奇点”问题 .通过详细的理论推导 ,深入分析了出现解析“奇点”的原因 ,并在此基础上导出新的长方体ΔT场及其梯度场在上半无源空间无解析“奇点”的理论表达式 .对比模型正演计算结果表明 ,新导出的ΔT场及其梯度场无解析“奇点”理论表达式的正确     

论稳定电流场的入射、反射、透射间的关系

根据分界面上稳定电流场的边界条件，解稳定电流场Ｌａｐｌａｃｅ方程，给出椭球形分界面入射场、反射场及透射场的表达式，并导出圆柱形、球形分界面上入射角、反射角及透射角的关系式后，指出，只在少数特殊情况下三者才相等，对一般形状的大多数光滑连续分界面情况，它们是不相等的．其值取决于分界面的具体形状．     

重力位谱分析及重力异常导数换算新方法——余弦变换

为了提高重力异常导数换算的精度，真实有效地反映地质体的异常特征，提出用余弦变换计算异常导数的新方法. 给出并证明了两个定理，利用它们推导出重力位余弦谱一般表达式以及重力异常各阶导数计算公式，建立了位场余弦谱分析理论. 模型实验中发现，用Fourier变换计算的一阶导数与理论导数偏差很大，而余弦变换计算的导数与理论异常导数拟合效果非常好，除边界几个数据因重力异常的有限截断产生的吉布斯效应残留使误差较大外，数据的计算精度均很高，误差为-009%～5%.     

固体潮Love数的基本理论和数值结果

滞弹微椭、自转无海洋、横向均匀地球模型的固体潮模拟理论,已能很好地解释空间大地测量技术的观测成果,但这一地球模型中还没有考虑的一些物理因素(地球横向不均匀和各向异性等),目前在理论上已被人们所重视．本文在毫微伽和毫米精度上,研究了Love数的基本理论,给出了其解析表达式;利用空间大地测量技术对love数解析表达式的拟合结果,计算了2阶潮汐各个波段内的Love数．研究表明空间大地测量技术观测精度的提高,是精确测定Love数的必要途径之一．     

场地地震波动模拟中透射边界稳定性问题研究

本文对场地地震波动模拟中透射边界的稳定性问题进行了一系列研究。对已有的透射边界稳定措施做了比较分析,并给出了不同措施的适用性。结合粘弹性边界的物理模型提出了一个新的消除透射边界飘移失稳的措施,参考高频滤波的思路探讨了一种新的消除透射边界葛频振荡失稳的措施,并用数值试验验证了这两种新的透射边界稳定方法的有效性。将显式行限元一有限差分方法结合透射边界的数值解法的计算结果与解析结果作对比分析,验证这弹一套数值解法的计算精度。利用二维模型模拟了自贡土层和山脊地形的场地效应,利用显戈有限元一有限差分方法结合透射边界这套数值解法进行数值模拟计算,应用汶川地震的实示强震观测记录来验证这套数值解法对于实际地震波动模拟的有效性。     

三度体（物性随深度变化模型）位场波谱的正演计算

本文将均质的任意二维、三维物体位场的波谱解析表达式的研究成果推广到变密度、变磁化强度的更一般的情形。对密度差随深度呈指数函数衰减或线性变化的模型,获得了任意倾斜多边形质量面、斜平行六面体以及一般的多面体等形体的重力谱的解析表达式。它们的结构与均质体相应表达式一样简单,易于计算。以上结果表明,在很一般的条件下,位场波谱具有指数函数和的形式。     

位场垂向导数零值位置空间变化规律研究(英文)

本文推导了简单规则形体(单一边界、双边界和多边界)重力异常垂向一阶导数和重力异常垂向二阶导数零值位置的解析表达式,并研究了其空间变化规律;对难以得到其零值位置解析表达式的简单规则形体,利用其剖面图和断面图上的零值位置来研究其空间变化规律。研究结果表明,重力异常垂向二阶导数与重力异常垂向一阶导数零值位置的空间变化规律基本一致,只是重力异常垂向二阶导数零值位置比重力异常垂向一阶导数的零值位置更靠近地质体上顶面边缘位置,且其分辨能力更强。对于单边界模型,随着埋深的增加,重力异常垂向导数的零值位置均自形体上顶边缘位置向外侧偏移,但最终均能收敛于某一固定值;对于双边界模型,随着埋深的增加,重力异常垂向导数的零值位置自形体上顶边缘位置一直向外侧偏移;对于多边界模型,随着埋深的增加,重力异常垂向导数零值位置自形体上顶边缘位置向外侧收敛,部分边界的零值位置重合并消失。最后通过实际资料检验了方法的有效性和可靠性。     

单程波算子积分解的象征表示

单程波波场延拓算子在地震偏移成像中有重要应用.单程波波场延拓算子按其实现方式可分为Kirchhoff积分、空间隐式有限差分和Fourier变换方法，他们代表了算子的不同表示方法，当截断使用这些方法时会得到不同的精度.象征表示对这些方法的导出和精度分析有重要作用.算子作用于正弦波函数所得函数称为算子的象征.算子的象征是褶积算子Fourier变换的推广.Fourier变换方法则直接用象征函数的可分表示求出.空间隐式有限差分则可以用象征函数的Padè近似或部分分式导出.单程波算子在深度域的积分称为单程波算子积分解.本文推导了单程波算子积分解的象征表达式，给出了算子象征的代数运算的头几阶表达式，这些表达式还未在前人文献中发现.Kirchhoff积分所需格林函数可以通过象征函数和鞍点法导出.基于积分解的象征表达式给出了非对称走时公式，对改善Kirchhoff积分的聚焦性能有重要意义.     

数字化地震波形小震P波、S波震源参数对比研究

目前,国内在数字化地震资料研究中,主要应用S波来研究震源参数.本文充分利用上海数字化地震台阵(网)资料,挑选了2001～2004年华东地区发生的9个震级较大的中等地震,反演了单台记录垂直向纵波(P波)及横波(S波)震源谱,根据布龙模型,计算每个地震单台拐角频率、地震矩、零频谱值、震源破裂半径、应力降等参数,求出每个地震的震源参数(P波和S波)的平均值及其均方差,对这9个地震的P波、S波震源参数计算结果进行了对比.结果表明,用P波段数据进行震源参数的研究是可行的.     

Identifying storm-induced wave origins using SAR wave mode data

Because of weak dissipation effects, swells generated by fierce storms can propagate across an entire ocean basin; therefore, observing swell generation and decay and retrieving storm characteristics from a swell by satellite remote sensing are possible. In this study, based on the dispersion relation and geometrical optics principle, we used SAR wave mode data from 2003 to 2010 provided by GlobWave to track swells with peak wavelengths of more than 300 m to locate a storm-generated far-traveling swell and present the swell field related to this “static” origin. Through a comparison with ECMWF wind datasets, we conducted validations and explored some conditions that cause misjudgments in swell origins. Finally, we obtained the spatiotemporal distribution characteristics of satellite-observed swell origins (i.e., the fierce wind condition) and their evolution. This work can be used as a reference for wave models, providing early swell warnings, determining air-sea surface interactions, and determining global climate change.     

Tube wave to shear wave conversion at borehole plugs

In hydraulic fracturing experiments, perforation shots excite body and tube waves that sample, and thus can be used to characterize, the surrounding medium. While these waves are routinely employed in borehole operations, their resolving power is limited by the experiment geometry, the signal‐to‐noise ratio, and their frequency content. It is therefore useful to look for additional, complementary signals that could increase this resolving power. Tube‐to‐body‐wave conversions (scattering of tube to compressional or shear waves at borehole discontinuities) are one such signal. These waves are not frequently considered in hydraulic fracture settings, yet they possess geometrical and spectral attributes that greatly complement the resolution afforded by body and tube waves alone. Here, we analyze data from the Jonah gas field (Wyoming, USA) to demonstrate that tube‐to‐shear‐wave conversions can be clearly observed in the context of hydraulic fracturing experiments. These waves are identified primarily on the vertical and radial components of geophones installed in monitoring wells surrounding a treatment well. They exhibit a significantly lower frequency content (10–100 Hz) than the primary compressional waves (100–1000 Hz). Tapping into such lower frequencies could help to better constrain velocity in the formation, thus allowing better estimates of fracture density, porosity and permeability. Moreover, the signals of tube‐to‐shear‐wave conversion observed in this particular study provide independent estimates of the shear wave velocity in the formation and of the tube wave velocity in the treatment well.     

复杂介质中平面波模拟的单程波方法

地震勘探中平面波分解技术在地震资料处理与反演领域均得以广泛应用,通过正演算法模拟平面波记录有助于理解和检验平面波分解的效果和精度.本文给出一种用以模拟复杂介质中平面波的数值算法,考虑了振幅随入射角度的变化.与前人研究的平面波模拟算法相比,该算法基于波动方程的单程波解法,不但适用于横向非均匀介质,在地层倾角水平条件下还能够准确模拟振幅随入射角关系.通过Marmousi模型的计算实例,证明了本文方法的可行性.     

Probabilistic assessment of rogue wave occurrence in directional wave fields

Ocean Dynamics - In this study, the relation between rogue wave occurrence statistics and properties of the directional wind-wave spectrum is investigated. The study is conducted by means of the...     

Inversion of shear wave interval velocity on prestack converted wave data

Seismic velocity is important to migration of seismic data,interpretation of lithology and lithofacies as well asprediction of reservoir.The information of shear wave velocity is required to reduce the uncertainty for discrimi-nating lithology,identifying fluid type in porous material and calculating gas saturation in reservoir prediction.Based on Zoeppritz equations,a numeral and scanning method was proposed in this paper.Shear wave velocitycan be calculated with prestack converted wave data.The effects were demonstrated by inversion of theoreticaland real seismic data.     

青藏高原班公湖－怒江缝合带域岩石密度结构及意义

班公湖-怒江缝合带分隔了青藏高原拉萨地块和羌塘地块, 该带域岩样采集与分析对于该区地球物理资料深化解释、拉萨地块和羌塘地块拼贴碰撞过程的理解等均具有重要意义. 1995年在措勤盆地中采集了3条剖面、从奥陶纪至第四系不同地质年代地层岩石标本共计2500块. 通过岩石密度测试, 获得了研究区不同地质年代岩石密度测量结果. 结果表明, 岩石由老到新密度变化范围为278～253 g/cm3；各相邻地质时代间岩石密度差基本上为010 g/cm3, 白垩与侏罗、二叠与三叠之间岩石密度差最大为012～013 g/cm3 在措勤盆地内不同构造单元间岩石密度存在明显的纵横向非均一性.     

Accuracy of kinematic wave and diffusion wave approximations for time-independent flows

Errors in the kinematic wave and diffusion wave approximations for time-independent (or steady-state) cases of channel flow were derived for three types of boundary conditions: zero flow at the upstream end, and critical flow depth and zero depth gradient at the downstream end. The diffusion wave approximation was found to be in excellent agreement with the dynamic wave approximation, with errors in the range 1–2% for values of KF (? 7.5), where K is the kinematic wave number and F₀ is the Froude number. Even for small values of KF (e.g. KF²₀ = 0.75), the errors were typically less than 15%. The accuracy of the diffusion wave approximation was greatly influenced by the downstream boundary condition. The error of the kinematic wave approximation was found to be less than 13% in the region 0.1 ? x ? 0.95 for KF = 7.5 and was greater than 30% for smaller values of KF (? 0.75). This error increased with strong downstream boundary control.     

改进的二维数值波浪水槽在波浪破碎中的应用

Song和Banner（2002,简称SB02）利用二维数值波浪水槽（Drimer和Agnon开发,并被Segre改进,简称DAS）研究了深水及中等水深下波群破碎,并依据波群内部能量调制和演变特性提出一个新的波浪破碎阈值.本文利用两个DAS改进模型对SB02的波浪破碎结果进行检验和比较,并研究底面斜坡坡度对SB02破碎判据的影响,其中第一个改进模型（简称MDAS1）修正了DAS中某些积分的计算错误,第二个改进模型（简称MDAS2）在自由表面上用三阶元取代原来的线性元.研究表明： MDAS1和DAS的结果非常一致;而MDAS2和MDAS1相比,波浪临界破碎时的造波板振幅、破碎时刻和局部能量极大值的最大平均变化率δ_max都会发生变化,但MDAS2仍然符合SB02提出的破碎阈值.由MDAS1模拟中等水深下波群在坡度为1∶500、1∶300、1∶150和1∶100斜坡上的破碎结果表明：随着斜坡变陡,波群的局部能量极大值μ增大,δ_max在临界非破碎情况下微弱变小,在临界破碎情况下急剧增大,SB02提出的破碎阈值在中等水深下坡度小于1∶100的斜坡上仍然有效.